鋼棒材的超聲波檢測方法與設備制造

鋼棒是經過軋機軋制而成，在軋制過程中既會產生表面缺陷，又會產生內部缺陷。內部缺陷是鋼錠或鋼坯原有的缺陷在軋制過程中延展而成，這些缺陷主要集中在鋼棒的中心部位，形式主要有夾渣、縮孔、分層和疏松等，這些缺陷會隨著軋制變形量的增大而增大。

在實際生產中，鋼棒的這些內部缺陷對鋼材的性能有嚴重的影響，例如，用于鍛造的鋼棒，在鍛造過程中這些內部缺陷會繼續存在于鋼棒的內部，有的會繼續延展，有的會形成夾層。因此對鋼棒的內部缺陷的無損檢測越來越引起重視。

對于特殊用途的鋼棒，為了保證其可靠性和安全性，需要進行百分之百檢測。水浸式線聚焦超聲波自動檢測線就是針對這樣的鋼棒的大批量檢測，既能識別出缺陷部分又不影響其后工序工作的速率。

水浸法檢測是在探頭與被檢件之間添加一定厚度的耦合層，常用水做耦合劑，故稱作水浸法檢測。水浸法檢測時，探頭與被檢件不發生直接接觸，同時極大地減少了聲波的損耗，而且相對容易實現自動化檢測。

超聲波發出的聲波有橫波、縱波、表面波三種形式。而鋼棒內部缺陷的檢測只能使用橫波和縱波，對于自動檢測線來說，垂直入射的縱波檢測使用和安裝都比較方便，所以棒材的自動檢測廣泛使用縱波垂直入射檢測，檢測原理如圖1所示。采用水浸法檢測棒材內部缺陷時，為了避免聲束在棒材中發散并提高靈敏度，探頭的聲束焦點應在與聲束軸線垂直的棒材半徑上，基本上選在棒中心到棒的下表面之間。除此之外，由于水浸法檢測中，聲束在水中和鋼中發生兩次擴散，聲壓損失較大，所以往往采用聚焦探頭。在確定液層厚度時，必須保證熒光屏上工件二次界面的反射波落在一次底面回波之后。通常情況下，為了保證對鋼棒百分之百覆蓋，采取探頭旋轉式，探頭設置為6~8個，再對水壓和旋轉速度進行合理的設置。

鋼棒材超聲自動檢測系統是應用超聲波縱波檢測方式來檢測鋼棒內部分層、夾雜等缺陷的設備。鋼棒通過傳送機構進入高速旋轉的六通道超聲探頭，每個通道都設置成不同的頻率。鋼棒低速前進，因此能夠對鋼棒表面百分之百覆蓋。鋼棒進入超聲波系統之后，系統開始檢測。當檢測到缺陷時，探頭就會反饋缺陷信號，缺陷信號經過處理、放大、轉換給示波器，示波器再傳遞給電腦，電腦中的程序會做出相應的響應，即做出缺陷部位標識。在后續生產中就會切去這段有標識的鋼棒，從而避免了鋼棒內部缺陷給產品帶來的質量問題。

棒材超聲波自動探傷設備

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